熱處理的基本方法

1、4-3熱處理的基本方法,數(shù)控科 王春青,課型：新課教學(xué)目的與要求：1 、掌握退火、正火、淬火、回火的概念目的2、掌握熱處理的分類及應(yīng)用教學(xué)重點與難點： 熱處理的概念、分類及應(yīng)用 教學(xué)過程：,4-3熱處理的基本方法,前二節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容是熱處理的原理，從這一節(jié)開始學(xué)習(xí)熱處理工藝，也就是具體的熱處理實現(xiàn)方法。 在一個零件的加工路線中，熱處理起著很重要的作用， 一般有兩種情況，如一個齒輪： 下料-鍛造-預(yù)備熱處理（退火或正火）-銑齒- 最終熱處理（淬火回火）-精加工（磨削）； 其中預(yù)備熱處理的作用是消除鍛造的缺陷，如晶粒粗大、內(nèi)應(yīng)力、缺陷組織等，同時調(diào)整硬度，為后續(xù)的切削做準(zhǔn)備。最終熱處理的作用是使材料

2、具有使用狀態(tài)下的性能，如強度、硬度等。,第三節(jié) 熱處理的基本方法,1.退火目的：降低硬度，以利于切削（比較適合的切削硬度為160-260HBS）；消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，防止變形或開裂；消除偏析，均勻成分；,一、退火 加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?，保溫一定時間后緩慢冷卻（爐冷）。,工藝參數(shù)為：加熱到Ac3+30-50，保溫，隨爐冷卻到600出爐空冷。,a.完全退火： 適用于亞共析鋼的鑄件、鍛件、焊接件。 主要適用于中碳鋼及低、中碳合金結(jié)構(gòu)鋼的鍛件、鑄件、熱軋型材等。均勻組織，充分消除內(nèi)應(yīng)力。,2、退火的種類：,2.球化退火：適用于共析及過共析鋼，目的是為了獲取球狀珠光體，降低這些高碳鋼的硬度，以利于切削。所

3、有的高碳鋼在切削之前一般都要進(jìn)行球化退火。,工藝參數(shù)為：加熱到Ac1+30-50，保溫， 隨爐冷卻或等溫冷卻；,3.去應(yīng)力退火： 屬于低溫?zé)崽幚恚訜釡囟纫话阍贏1線以下，對于鋼來說，大約為600。,鍛造、鑄造、焊接以及切削加工后（精度要求高） 的工件，應(yīng)采用去應(yīng)力退火來消除內(nèi)應(yīng)力。,三種退火溫度圖示：,與退火區(qū)別：冷卻速度比退火稍快，組織較細(xì)，強度硬度稍有提高。工藝周期短，成本低，性能好。生產(chǎn)中常用正火代替退火。,加熱到Ac3（或Accm ）以上3050，保 溫后在空氣中冷卻。它的主要特點是空冷， 對于大型零件或在炎熱地區(qū)，也可用風(fēng)冷或噴 霧冷卻。,二、正火,正火能提高硬度，一般用于低碳鋼的

4、預(yù)備熱處理,對于一些大件，正火可代替調(diào)質(zhì)作為最終 熱處理使用；,三.淬火,將鋼加熱到Ac1或Ac3以上30-50，適當(dāng)保溫，然后快速冷卻，獲取馬氏體或下貝氏體的一種熱處理工藝。,淬火是一種很早就應(yīng)用的熱處理工藝，它的目 的是獲得馬氏體或下貝氏體，但主要是馬氏體。 從性能上看，它是為了強化材料，提高材料的 強度或硬度。,1.淬火工藝參數(shù),加熱溫度 根據(jù)鋼的成分確定，亞共析鋼加熱到Ac3+30-50，共析、過共析鋼加熱到Ac1+30-50； （根據(jù)鐵碳相圖進(jìn)行解釋）,為了獲得好的淬火效果，就必須制定正確的淬火工藝參數(shù)。,例如，45鋼的A3=780， 其淬火溫度為840-860 T8、T12鋼的Ac

5、1=737， 其淬火溫度為770-790； 合金鋼由于合金元素的影響，加熱溫度比碳鋼高，具體情況可以查閱熱處理手冊。,水及水溶液 在650400相對冷卻速度較大，常用作碳鋼的淬火。,2.淬火介質(zhì)：,油 在300200間冷卻速度比水小，用于 合金鋼的淬火。,（4）等溫淬火形狀復(fù)雜，尺寸要求較精確，強韌性要求較高的小型工模具及彈簧等的淬火,3.淬火方法,（1）單液淬火 形狀簡單的碳鋼件在水中淬火，合金鋼和 小尺寸碳鋼件在油中淬火,（2）雙液淬火形狀復(fù)雜的高碳鋼工件和尺寸 較大的合金鋼件,（3）分級淬火尺寸較小、形狀復(fù)雜工件的淬火,3、淬透性與淬硬性,取決于M中C%，C%淬硬性,淬透性是指在規(guī)定條件

6、下，決定鋼淬硬深度 和硬度分布的特性。,淬硬性是鋼在理想條件下淬火硬化所能達(dá)到的 最高硬度。,影響淬透性的因素主要是C曲線的位置，C曲線右移，淬火臨界冷卻速度減小，淬透性提高。,4.鋼的淬火缺陷,(1).氧化與脫碳： a.含義及產(chǎn)生原因：鋼在加熱時，氧與鋼表面作用，形成脆皮稱為氧化 脫碳：碳與氣體介質(zhì)作用逸出，使含碳量降低。 b.后果：降低表面硬度，影響尺寸 c.防止與補救：隔絕空氣加熱,（2）過熱與過燒： a.含義及產(chǎn)生原因：加熱溫度過高晶粒粗化成為過熱 加熱溫度過高出現(xiàn)氧化和熔化則成為過燒 b.后果：晶粒粗大易引起變形和開裂 c.防止與補救：嚴(yán)格控制加熱溫度和保溫時間 過燒的只能報廢,（3

7、）變形與開裂: a.含義及產(chǎn)生原因：淬火內(nèi)應(yīng)力 b.后果:無法使用 c.防止與補救： 選用合理的工藝方法 變形的可校正 開裂的只能報廢,（4）硬度不足： a.含義及產(chǎn)生原因：加熱溫度不足，保溫時間不足，冷卻速度不夠快，氧化與脫碳等。 b.后果：無法滿足使用要求 c.防止與補救：嚴(yán)格執(zhí)行工藝規(guī)程,四.回火,1、回火的概念： 將淬火后鋼件再加熱到Ac1以下的某一溫度，保 溫一定時間后，然后冷卻到室溫的熱處理工藝 。,2、回火的目的： 降低淬火鋼的脆性，提高韌性， 調(diào)整硬度，消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定工件的尺寸， 獲得所需要的力學(xué)性能。,3、回火的種類,按回火溫度的不同，回火可分以下三種： 低溫回火：150 C 250 C 中溫回火：350 C 500 C 高溫回火：500 C 650 C,1、低溫回火（150250）C 目的：保持淬火鋼的高硬度和高耐磨性，降低淬火應(yīng) 力,減少鋼的脆性。硬度為58-64HRC。 主要用于：刃具、量具、模具、滾動軸承、滲碳淬火件和表面淬火件。 2、中溫回火（350500）C 目的：獲得高的彈性極限、屈服點和較好的韌性。 又稱彈性處理。硬度為35-45HRC. 主要用于：彈性零件及